(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にロータ及びステータを収納した円筒形のモータハウジングと、
前記モータハウジングの外方から前記モータハウジングの周面に向けて、車両が進行することに伴って生じる冷却風を前記モータハウジングの半径方向から取り込む通風口と、
前記通風口から取り込まれた冷却風を前記モータハウジングの周面を前記モータハウジングの軸方向に向けて流す冷却風通路と、
前記冷却風通路を形成する外部壁と内周壁により構成され、前記外周壁と前記内周壁の間の空間にて形成される前記冷却風通路を流れる冷却風と前記モータハウジング内を冷却する冷媒とを熱交換させる冷媒通路と、
を備えるインホイールモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のインホイールモータであって、
前記冷媒通路は、前記冷却風通路の前記モータハウジング側に形成されていることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインホイールモータであって、
前記通風路は、前記軸方向に配置される複数の仕切り壁によって、複数の通路に分割されていることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のインホイールモータであって、
前記冷媒通路は、前記仕切り壁内に形成されていることを特徴とするインホイールモータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のインホイールモータであって、
前記モータハウジングの下部に前記モータハウジングと繋がった冷媒用タンクを備えることを特徴とするインホイールモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インホイールモータに関し、特に、効率的な冷却構造を有するインホイールモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の駆動装置としてのインホイールモータが従来から知られている。インホイールモータの少なくとも一部はホイール内に配置されるため、ホイール内に配置されたインホイールモータの冷却を十分に行うことが難しい。例えば、インホイールモータの冷却構造について特許文献１等に開示されている。
【０００３】
インホイールモータ１００は、図６の構成図に示すように、モータ１０２、減速機１０４、シャフト１０６、ハブ１０８、ブレーキディスク１１０、ブレーキキャリパ１１２、冷媒ポンプ１１４及び冷媒配管１１６を含んで構成される。モータ１０２は、ステータ１０、ロータ１２、モータシャフト１４及びベアリング１６を含んで構成され、ステータ１０のコイルに電流を流すことにより界磁を発生させ、これに伴ってロータ１２に固定されたモータシャフト１４を回転させる。モータシャフト１４は、ベアリング１６によって回転自在に配置されている。モータシャフト１４は、減速機１０４を介して、シャフト１０６に接続される。シャフト１０６にはハブ１０８が取り付けられ、ハブ１０８にはホイール１２０がボルト等で固定される。ホイール１２０にタイヤ（図示しない）が取り付けられる。これにより、モータシャフト１４，減速機１０４、シャフト１０６及びハブ１０８を介して、モータ１０２の回転力はホイール１２０及びタイヤに駆動力として伝達される。また、ハブ１０８にはブレーキディスク１１０が固定される。ブレーキキャリパ１１２によってブレーキディスク１１０を挟み込むことによってハブ１０８の回転が制限され、これに伴ってホイール１２０及びタイヤの回転が制動される。
【０００４】
ここで、インホイールモータ１００には、冷媒ポンプ１１４と冷媒配管１１６が設けられる。冷媒ポンプ１１４は、モータ１０２のケーシング内に溜まった冷媒（潤滑兼冷却用オイル等）を加圧吐出させ、冷媒配管１１６に流し込む。冷媒配管１１６は、モータ１０２のケーシング、ベアリング１６、減速機１０４に配設され、冷媒配管１１６を流れる冷媒によってインホイールモータ１００の各部が冷却される。冷却に使用された冷媒はモータ１０２のケーシング内に再度戻される。
【０００５】
また、インホイールモータ１００は、車両が進行することに伴って生ずる冷却風に曝されることによっても冷却される。ただし、インホイールモータ１００の一部はホイール１２０内に挿入された状態で配置されているため、ホイール１２０内には冷却風が入り込み難く、冷却能力は小さい。
【０００６】
また、図７の構成図に示すように、冷媒の温度をより低く保つために、インホイールモータ２００の冷媒配管１１６に熱交換器１１８を設けた構成にすることによって、冷却風による冷媒に対する冷却効率を高める構造も考えられている。
【０００７】
さらに、図８の構成図に示すように、インホイールモータ３００のケーシング外部に冷却風をホイール１２０内に導く通風ダクト１２２を設ける構成も考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３０４５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のようなインホイールモータ１００，２００，３００において、冷媒によりモータ内部を冷却した熱すべてを大気に放出することは難しい。外部に熱交換器１１８を設けた場合であっても、車両の進行に伴って発生する冷却風を有効に利用できておらず、モータ１０２の出力をより大きくするためには熱交換器１１８も大型化する必要がある。また、通風ダクト１２２を設けた場合でも、冷却風の導入口に向いている側のモータ１０２のケーシング壁は冷却されるものの、反対側のケーシング壁は冷却され難く、冷却風を有効に利用することは難しい。
【００１０】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、冷却効率を高めたインホイールモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの態様は、内部にロータ及びステータを収納した円筒形のモータハウジングと、前記モータハウジングの外方から前記モータハウジングの周面に向けて、車両が進行することに伴って生じる冷却風を前記モータハウジングの半径方向から取り込む通風口と、前記通風口から取り込まれた外気を前記モータハウジングの周面を前記モータハウジングの軸方向に向けて流す冷却風通路と、前記冷却風通路を形成する外部壁と内周壁により構成され、前記外周壁と前記内周壁の間の空間にて形成される前記冷却風通路を流れる冷却風と前記モータハウジング内を冷却する冷媒とを熱交換させる冷媒通路と、を備えるインホイールモータである。
【００１２】
ここで、前記冷媒通路は、前記冷却風通路の前記モータハウジング側に形成されていることが好適である。
【００１３】
また、前記通風路は、前記軸方向に配置される複数の仕切り壁によって、複数の通路に分割されていることが好適である。
【００１４】
また、前記冷媒通路は、前記仕切り壁内に形成されていることが好適である。
【００１５】
また、前記モータハウジングの下部に前記モータハウジングと繋がった冷媒用タンクを備えることが好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、インホイールモータの冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す構造図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す構造図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す拡大構造図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるインホイールモータの構成を示す斜視図である。
【図６】従来のインホイールモータの構成を示す構造図である。
【図７】従来のインホイールモータの構成を示す構造図である。
【図８】従来のインホイールモータの構成を示す構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態におけるインホイールモータ４００は、図１の構造図に示すように、モータ１０２、減速機１０４、シャフト１０６、ハブ１０８、ブレーキディスク１１０、ブレーキキャリパ１１２、冷媒ポンプ１１４、冷媒配管１１６及び通風ダクト１２４を含んで構成される。また、インホイールモータ４００において、モータ１０２、減速機１０４及び冷媒ポンプ１１４は、ハウジング１２６に格納される。なお、図１の構成図は、インホイールモータ４００の断面を模式的に示したものである。
【００１９】
モータ１０２は、従来技術と同様に、ステータ１０、ロータ１２、モータシャフト１４及びベアリング１６を含んで構成される。ステータ１０は、ステータコイル及びステータコアを含んで構成され、ステータコイルに電流を流すことによってハウジング１２６内に界磁を発生させる。例えば、モータ１０２が三相モータである場合、ステータ１０からはＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相の磁界が発生する。ロータ１２は、ステータ１０によって周囲を囲まれるように配置され、ステータ１０によって形成された界磁の影響によりロータ１２に回転力が発生する。ロータ１２は、ベアリング１６によって回転可能に設けられたモータシャフト１４に固定されており、ロータ１２に発生した回転力によってモータシャフト１４も回転させられる。モータシャフト１４の回転は、減速機１０４に伝達される。
【００２０】
減速機１０４は、プラネタリギヤ、サンギヤ、ピニオンギヤ、リングギヤ及びプラネタリキャリア（図示しない）を含む。サンギヤ軸は、回転自在に支持され、モータ１０２のモータシャフト１４に連結される。サンギヤは、サンギヤ軸に連結される。ピニオンギヤは、サンギヤと噛合い、回転自在に支持される。リングギヤは、ハウジング１２６に固定される。プラネタリキャリアは、ピニオンギヤに連結され、シャフト１０６にスプライン嵌合される。また、プラネタリキャリアは、回転自在に支持される。
【００２１】
ロータ１２が回転すると、モータシャフト１４も回転する。モータシャフト１４の回転は、サンギヤ軸を介してプラネタリギヤへ伝達される。プラネタリギヤは、サンギヤ軸から受けた回転をサンギヤおよびピニオンギヤによって変速（減速）してプラネタリキャリアへ伝達する。プラネタリキャリアは、プラネタリギヤに伝達された回転をシャフト１０６に伝達する。
【００２２】
シャフト１０６の先端部にはハブ１０８が固定される。さらに、ハブ１０８にはホイール１２０がボルト等により固定される。そして、ホイール１２０の外周部にタイヤ（図示しない）が取り付けられる。これにより、モータ１０２のモータシャフト１４の回転力が、減速機１０４、シャフト１０６、ハブ１０８を介して、ホイール１２０及びタイヤに伝達される。
【００２３】
ホイール１２０は、ハブ１０８からモータ１０２又は減速機１０４の外周の少なくとも一部を覆うようなカップ型形状を有する。ホイール１２０は、ディスク部１２０ａとリム部１２０ｂとから構成される。リム部１２０ｂの外縁にタイヤ（図示せず）が取り付けられる。
【００２４】
なお、ハウジング１２６は、モータ１０２のモータシャフト１４の軸方向に沿った略円筒形に形成される。
【００２５】
ブレーキディスク１１０は、ハブ１０８の外周から突出するようにハブ１０８に固定されたドーナツ板状の部材である。ブレーキディスク１１０の外周端には、ブレーキディスク１１０の外周端を挟み込むようにブレーキキャリパ１１２が配置される。ブレーキキャリパ１１２によってブレーキディスク１１０の外周端を挟み込むことによって、ホイール１２０及びタイヤの回転を制動することができる。
【００２６】
また、インホイールモータ４００には冷却構造が設けられる。冷却構造の１つとして、冷媒による冷却系統が設けられている。冷媒ポンプ１１４は、モータ１０２を収納するハウジング１２６の底部に溜まった冷媒（潤滑兼冷却用オイル等）に圧力を加えて冷媒配管１１６へ送り込む。冷媒は、冷媒配管１１６を通って、モータ１０２のベアリング１６及び減速機１０４等へ供給され、インホイールモータ４００の各部を冷却し、モータ１０２の底部に戻される。なお、図１に、冷媒の流れを黒矢印で示している。
【００２７】
また、インホイールモータ４００にはさらに冷却風による冷却系統も設けられる。図２は、インホイールモータ４００の外観構造を示す斜視図である。図２では、冷却風による冷却系統を明確に示すために、インホイールモータ４００の一部（図中、右上部分）を切り取ってハウジング１２６が露出した内部構造を示すように記載している。
【００２８】
インホイールモータ４００の冷却風による冷却系統は通風ダクト１２４を有する。通風ダクト１２４は、通風口１２４ａ及び冷却風通路１２４ｂを含んで構成される。通風口１２４ａは、インホイールモータ４００が取り付けられる車両の進行方向、すなわちハウジング１２６の半径方向に向けて配置され、車両の進行に伴って発生する冷却風を外部から冷却風通路１２４ｂに取り込む。冷却風通路１２４ｂは、モータ１０２及び減速機１０４を収納するハウジング１２６の周面との間の隙間として、ハウジング１２６の外面を取り囲むように外部壁１２４ｃを設けることによって形成される。すなわち、冷却風通路１２４ｂは、外部壁１２４ｃの内部の空間、又は、外部壁１２４ｃの内面とハウジング１２６の外面との間の空間として形成される。冷却風通路１２４ｂは、通風口１２４ａに繋げられる。また、冷却風通路１２４ｂは、減速機１０４近傍においてハブ１０８又はブレーキディスク１１０に向けて開放されている。また、ホイール１２０に冷却風を通すための空気穴１２０ｃを設けてもよい。なお、図１に、冷却風の流れを白抜きの矢印で示している。
【００２９】
さらに、インホイールモータ４００において、外部壁１２４ｃにも冷媒が循環するための冷媒配管１１６の一部を構成する冷媒通路１２４ｄが設けられる。すなわち、外部壁１２４ｃには、図２に示すように、外周壁１２４ｅ及び内周壁１２４ｆが設けられ、その間の空間である冷媒通路１２４ｄに冷媒ポンプ１１４から供給された冷媒の少なくとも一部が通される。そして、冷媒通路１２４ｄを通った冷媒の少なくとも一部がモータ１０２のベアリング１６及び減速機１０４等へ供給され、インホイールモータ４００の各部を冷却する。
【００３０】
このように、通風ダクト１２４の構成要素である外部壁１２４ｃに形成された冷媒通路１２４ｄに冷媒を循環させることによって、通風ダクト１２４に取り込まれた冷却風によって冷媒が冷却され、より高い冷却効率でインホイールモータ４００を冷却することができる。
【００３１】
なお、ハウジング１２６と冷却風通路１２４ｂとの位置を決め、機械的な強度を増すために、図２に示すように、外部壁１２４ｃに冷却風通路１２４ｂを間仕切りする仕切り壁１２４ｇを設けてもよい。このように、冷却風通路１２４ｂを間仕切りする仕切り壁１２４ｇを設けることによって、冷却風通路１２４ｂの機械的な強度を高めることができると共に、冷却フィンとして冷却風による冷媒の冷却効率をより高めることができる。
【００３２】
さらに、仕切り壁１２４ｇの内部に冷媒通路１２４ｄを設けてもよい。冷却フィンとして機能する仕切り壁１２４ｇ内に冷媒を通すことによって、冷却風による冷媒の冷却効率をより高めることができる。
【００３３】
また、図３の構造図に示すように、冷却風通路１２４ｂを構成する外部壁１２４ｃのハウジング１２６に近い側に冷媒通路１２４ｄを設けたインホイールモータ４０２としてもよい。これにより、冷媒通路１２４ｄを通過する際の冷媒によるハウジング１２６の冷却がより効率的に行われるという利点がある。
【００３４】
また、図４の拡大構造図に示すように、上記インホイールモータ４００，４０２において冷媒通路１２４ｄ内を複数の通路に間仕切りするための冷媒通路仕切り壁１２４ｈを設けてもよい。これにより、冷媒通路１２４ｄの機械的な強度を増すことができると共に、冷媒による冷却効率を高めることができる。
【００３５】
また、図５の斜視図に示すように、通風ダクト１２４の下部を冷媒用タンク１２４ｉとしたインホイールモータ４０４として構成してもよい。すなわち、通風ダクト１２４の一部を冷却風通路１２４ｂとは独立した空間として形成し、その空間を冷媒用タンク１２４ｉとして使用する。すなわち、形成した空間とモータ１０２のハウジング１２６とを冷媒用の通路で繋ぎ、インホイールモータ４０４の各部を循環してハウジング１２６に戻された冷媒が、ハウジング１２６から冷媒用タンク１２４ｉへ収納され、そこから冷媒ポンプ１１４によって再びインホイールモータ４０４の各部へ供給される構造とする。これにより、冷媒と空気との分離を行うことができ、冷媒の循環をより円滑に行うことができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ステータ、１２  ロータ、１４  モータシャフト、１６  ベアリング、１００，２００，３００，４００，４０２，４０４  インホイールモータ、１０２  モータ、１０４  減速機、１０６  シャフト、１０８  ハブ、１１０  ブレーキディスク、１１２  ブレーキキャリパ、１１４  冷媒ポンプ、１１６  冷媒配管、１１８  熱交換器、１２０  ホイール、１２０ａ  ディスク部、１２０ｂ  リム部、１２０ｃ  空気穴、１２２  通風ダクト、１２４  通風ダクト、１２４ａ  通風口、１２４ｂ  冷却風通路、１２４ｃ  外部壁、１２４ｄ  冷媒通路、１２４ｅ  外周壁、１２４ｆ  内周壁、１２４ｇ  仕切り壁、１２４ｈ  冷媒通路仕切り壁、１２４ｉ  冷媒用タンク、１２６  ハウジング。
【図１】
0005480642.tif 000002
【図２】
0005480642.tif 000003
【図３】
0005480642.tif 000004
【図４】
0005480642.tif 000005
【図５】
0005480642.tif 000006
【図６】
0005480642.tif 000007
【図７】
0005480642.tif 000008
【図８】
0005480642.tif 000009